分離純化技術屬於分子食品技術嗎,生物分離技術在食品工業中的應用?

2021-03-03 21:18:13 字數 6068 閱讀 3386

1樓:南風入弦大本營

答生物技術檢測方法具有特異的生物識別功能、極高的選擇性,它可與現代的物理化學方法相結合,產生一些簡單、結果精確、靈敏、專

一、微量和快速、成本低廉的檢測方法,因此其在食品檢驗中佔有越來越重要的地位。

在食品檢驗中應用的幾種生物檢測技術

1 免疫法

免疫法是最靈敏的生物檢測方法,具有高特異性和高靈敏性(靈敏度可達1ppb,1ppm)、操作簡便、再現性好,應用前景看好。用免疫法可進行蛋白質檢測,由於不同蛋白質的物理、化學性質差別極小,只能通過各種免疫方法或標記探針法加以區別。

(1) 熒光抗體法

將熒光抗體溶液滴加於固定的標本上,一定時間後用緩衝液沖洗,若有相應抗原存在,即與熒光抗體結合,在熒光顯微鏡下即可看到發熒光的抗體複合物。熒光抗體法在微生物汙染鑑定中經常使用,最常用於沙門氏菌的檢測。

(2) 放射免疫法

靈敏度高,但操作相對複雜,放射免疫法同位素半衰期短,儲存及操作不便。目前應用情況受到限制。

(3) 酶聯免疫吸附法

是一種基本的酶免疫檢測方法,其選擇性好、靈敏度高、快速、易操作、結果判斷客觀準確、實用性強。酶免疫法和其他免疫法一樣,都是以抗體和抗原的特異性結合為基礎的。以酶或輔酶為標記物,標記抗原或抗體,用酶促反應的放大作用來顯示初級免疫學反應。

酶聯免疫吸附法除可檢測食品中的毒素、殘留農藥及微生物外還可用於營養素的測定。

(4) 凝集反應法

當有電解質存在時,顆粒狀的抗原與其特異性的抗體結合並生成可見凝集塊的反應稱為凝集反應,有直接反應和間接反應法。利用凝集反應可測定抗體的效價,也可用於細菌、病毒等的分類。

(5) 沉澱反應法

沉澱反應法常見的是一種瓊脂擴散試驗。單向擴散是利用不同抗原抗體在瓊脂中不同的擴散速度而會在瓊脂中出現幾條相互分離的沉澱帶。雙向擴散則是利用抗原抗體都向中間層―――瓊脂擴散而形成沉澱帶,根據分離沉澱帶的數量可確定抗原抗體種類。

(6) 免疫擴散法

利用蛋白質在半固體基質上的擴散作用,使抗原和抗體在濃度比例合適的部位產生沉澱帶或沉澱環,從而檢測蛋白質。如血清中igg、iga、igm含量的測定。

(7) 免疫電泳法

免疫電泳法是將電泳和瓊脂擴散沉澱反應相結合的一種方法,即先將血清或蛋白質抗原在瓊脂凝膠中進行電泳。帶電的蛋白質抗原向負極移動,加入抗血清後,不同區點的抗原再與抗體進行沉澱,當相應抗原抗體接觸,在適當比例下形成弧形沉澱帶,根據沉澱帶的位置對蛋白質的各組分進行檢測。如免疫球蛋白含量的測定。

2 酶檢測法

酶檢測法就是用酶來測定某些用一般化學方法難於檢測的食品成分的含量或測定食品中某些特殊酶的活性或含量。其最大特點就是特異性強。所以常用於分析結構和物理化學性質比較相近的同類物質的分別鑑定。

如測定食品中殘存有機農藥的含量、微生物汙染或瞭解食品的製備、儲存情況。

酶檢測法的樣品一般不需要進行很複雜的預處理,由於酶的催化效率很高,反應條件溫和,酶檢測法的檢測速度也比較快。常用的有以下方法:

(1) 終點測定法

在以待測物質為底物的酶反應中,如果使底物能夠接近完全地轉化為產物,而且底物或產物又具有某種特徵性質,通過直接測定轉化前後底物的減少量、產物的增加量或輔酶的變化等就可以定量待測物質。

(2) 動力學測定法

在反應體系中精確加入一定數量的酶,測定反應物或產物變化的速度。測定的引數可以是吸光度、熒光度、ph值等。

(3) 多酶偶聯測定法

當被測定的底物或反應產物沒有易於檢測的物理化學手段時,可採用兩種或兩種以上的酶進行連續式或平行式的偶聯反應,使底物通過兩步或多步反應,轉化為易於檢測的產物,從而測定待測物質的含量。例如葡萄糖的定量測定。

(4) 利用輔酶作用或抑制劑作用測定法

如果待測物質可作為某種酶專一的輔酶或抑制劑,則這種物質的濃度和將其作為輔酶或抑制劑的酶的反應速度之間有一定關聯,因此通過測定該酶的反應速度就能進行這種物質的定量。嘌呤、核甙酸、維生素、輔酶及食品中農藥、殺蟲劑的檢驗可用此法。

(5) 通過酶反應迴圈系統的高靈敏度測定法

對於極微量的物質進行酶法檢測時,由於靈敏度的原因,在很多情況下不能應用通常的終點測定法,可設計一個酶反應迴圈系統來提高檢測靈敏度。

(6) 酶標免疫檢測法

抗體與相應的抗原具有選擇和結合的雙重功能。若要測定樣品中抗原的含量,就將酶與待測定抗原的對應抗體結合在一起,製成酶標抗體。然後將酶標抗體與樣品液中待測抗原,通過免疫反應結合在一起,形成酶―抗體―抗原複合物,通過測定複合物中酶的含量就可得出待測抗原的含量。

此法可用於食品的汙染檢測,尤其適用於毒素的快速檢測。

(7) 放射性同位素測定法

酶的活性可以採用同位素標記的底物進行測量。經酶解後隨時間所生成的放射性產物含量與酶的濃度成正比。也可用放射性同位素的底物在酶的作用下得到的產物,分離測定產物的同位素含量。

此法可用於需要進行極微量的分析或因新發現的酶還未找到適當的分析法時的測定。

3 核酸探針技術

核酸探針技術又名基因探針技術或核酸分子雜交技術,具有敏感性高(可檢出10-9―10-12的核酸)和特異性強等優點。兩條不同**的核酸鏈如果具有互補的鹼基序列,就能夠特異性的結合而成為分子雜交鏈。據此,可在已知的dna或rn**段上加上可識別的標記(如同位素標記、生物素標記等),使之成為探針,用以檢測未知樣品中是否具有與其相同的序列,並進一步判定其與已知序列的同源程度。

核酸探針技術已被廣泛應用於進出口動植物及其產品的檢驗。用於檢驗食品中一些常見的致病菌及產毒素菌,如大腸桿菌、沙門氏菌等多種病原體的檢驗。近年來,放射性同位素標記的核酸探針正越來越多地用於產腸毒素性大腸桿菌的快速檢測。

4 多聚酶鏈反應技術

多聚酶鏈反應技術是一種極敏感的分子生物學方法,是一項dna體外擴增技術,在體外對特定的雙鏈dn**段進行高效擴增,故又稱基因體外擴增法。

多聚酶鏈反應技術快速、特異、敏感,在食品中致病菌的檢測方面具有很大的應用潛力。如可用於單核細胞增多症李氏桿菌、金黃色葡萄球菌、頑固性梭狀芽胞桿菌、沙門氏菌等的檢測。

5 基因晶片技術

基因晶片技術能同時將大量探針固定於支援物上,可以一次性對樣品大量序列進行檢測和分析,從而解決了傳統核酸印跡雜交技術的操作繁雜、自動化程度低、操作序列數量少、檢測效率低等不足,是一種在生物技術產品檢測中極有發展前景和應用價值的技術,也是近年來國內外研究的熱點,基因晶片檢測技術完全可能成為21世紀最具活力的檢測技術之一。

基因晶片檢測技術可以判斷該植物是否含有外來的基因序列,而鑑定該植物是否為生物技術作物。

6 免疫感測器

免疫感測器是根據生物體內抗原-抗體特異性結合並導致化學變化而設計的生物感測器,其主要由感受器、轉換器和放大器組成。免疫感測器是多學科邊緣交叉的產物,其研究涉及到電化學、物理、生物、免疫學和計算機等領域的相關知識。

免疫感測器主要有:酶免疫感測器、電化學免疫感測器(電位型、電流型、電導型、電容型)、光學免疫感測器(標記型、非標記型)、壓電晶體免疫感測器、表面等離子共振型免疫感測器和免疫晶片等。

基於抗原-抗體特異性結合的工作原理,免役感測器在食品檢測中的應用主要體現在對生物性危害的檢測。如可用於致病菌、生物毒素、農藥、獸藥等的檢測。

生物分離技術在食品工業中的應用?

2樓:匿名使用者

食品工業中用發酵和煮制的話,常常用離心技術。此外層析和膜分離也很常用。

下面介紹下生物分離技術和生物技術在食品工業中的應用進展。

生物分離技術最常見的分離純化方法包括鹽析和有機溶劑分級沉澱、超濾技術、層析技術、電泳技術、離心技術。

(1)鹽析或有機溶劑分級沉澱:向反應產物溶液中加入大量易溶解的鹽如氯化鈉、硫酸銨,這些鹽的離子能結合大量的水,產物因此被鹽沉澱出來。產物溶液中加入能和水互溶的有機溶劑如乙醇、丙酮,常常能降低產物溶解度,而使產物沉澱。

選擇適當條件可使產物和雜質分開。

(2) 超濾技術:選擇適當孔徑的超濾膜或超濾中空纖維柱,通過抽濾加壓使一定大小的分子能水一起穿過孔徑,更大的分子則被擋住,以此將產物分離出來。

(3)層析技術:使用濾紙、纖維素、樹脂、凝膠顆粒、多空玻璃珠等填充支援物或者不同於溶劑的另一種液相作為固定的介質對溶劑中的不同物質的結合力不一樣,當溶劑向前推進時,溶劑中的不同溶質便可彼此分開。此外還有按分子大小分開的分子篩層析,按解離能力和離子性質分開的離子交換層析,按生物分子間親和力大小分開的親和層析,以及按兩相溶液間分配係數差異而分開的逆流分溶。

(4)電泳技術:帶有電荷的離子或顆粒在電場作用下向一個電擊方向移動,離子或顆粒因其所帶電荷和質量的不同,在電場中的移動速度不同,因而彼此被分開。被廣泛使用的是凝膠電泳,而毛細管電泳具有最靈敏的分析效果。

(5)細胞、細胞碎片和生物大分子在離心力場作用下能被沉澱下來。離心機在每分鐘旋轉10000次以下的低速是就能使細胞沉澱,細胞碎片要在每分鐘旋轉20000到30000次的高速下才能被沉降,生物大分子則需要在每分鐘旋轉30000次以上的超速離心方能克服分子熱運動而被沉降。

生物技術在食品工業中的應用進展

益生菌:隨著益生菌多項保健功能的不斷髮現,如平衡腸道菌群,改善腸道功能、調節免疫、增強消化功能,促進營養物質吸收、抗誘變和防癌特性、抗氧化與延緩衰老以及改善心血管系統等。目前,國際上對益生菌的研究顯得非常活躍,特別是在日本、法國、美國等國家已形成了系統化專業性科研隊伍。

世界各國益生菌研究主要集中在益生菌促進人體健康的機理、益生菌的工業化與產業化應用技術、更高質量或帶多功能性益生菌的高效篩選與定向設計等前沿領域,其研究成果應用於食品工業生產大大提高了人體健康水平並帶來了客觀的經濟效益。在我國,特別是在奶

製品和一些功能性的食品中益生菌已廣為運用。

在基礎研究方面,我國科學家取得了豐碩的研究成果。2023年7月,內蒙古農業大學等單位承擔的益生菌l.casei zhang基因組學和蛋白質組學研究專案通過鑑定,專案完成了益生菌l.ca-sei zhang染色體基因組和質粒基因組plca36序列的測定,從而能夠準確地將該菌株的益生功能基因進行定位,為其益生機理進一步深入研究和相關產品的開發應用從基因水平上奠定了基礎。該專案的完成標誌著我國在乳酸菌基因組學方面的研究達到國際水平。

同時,國內圍繞乳製品、發酵肉製品工業發酵劑菌株篩選獲得重要進展,建立了從多菌相肉品發酵體系中定向篩選特質菌株的高通量技術平臺和我國第一個原創性、具有自主智慧財產權的乳酸菌菌種資源庫,篩選得到了幾十株具有優良生產性狀及益生特性的乳酸菌菌株,為我國益生菌製品的開發奠定了強大的技術和菌源基礎。

代謝工程:在代謝工程研究方面,隨著研究應用的深入,代謝工程的定義也在不斷更新,現在多將其定義為利用基因工程技術,有目的地對細胞代謝途徑進行精確地修飾、改造或擴充套件、構建新的代謝途徑,以改變微生物原有代謝特性,並與微生物基因調控、代謝調控及生化工程相結合,提高目的代謝產物活性或產量,合成新的代謝產物的工程技術科學。總體而言,代謝工程是在建立代謝網路理論的基礎上,通過對代謝流的定性、定量分析,從而對代謝工程進行設計包括改變代謝流、擴充套件代謝途徑和構建新的代謝途徑等方法,其核心是在分子水平上對靶基因或基因簇進行遺傳操作,所以又稱為第三代基因工程。

代謝工程主要包括3個步驟:細胞途徑的修飾(合成),修飾後細胞表型的嚴格評價(表型表徵),根據評價結果設計進一步的修飾(優化設計)。其中,表現表徵的評價即是在獲得大量生化反應資料的基礎上,採用化學、數學的研究方法並結合先進的資訊科技進行高通量分析,進一步研究細胞代謝的動態特徵和控制機理,並由此發展了各種數學系統模型用於輔助改善代謝工程設計。

隨著後基因組學時代的到來,各種組學技術(基因組學、轉錄物組學、蛋白質組學、代謝物組學、代謝通量組學等)在代謝工程相關研究中被廣泛使用,通過組學技術對細胞基因組以及細胞與微觀和巨集觀環境條件關係等特性進行表型表徵,代替傳統表型表徵的方法,使代謝工程的研究從區域性通路水平上升到整體水平,從而可以更好地揭示生物複雜代謝網路及調控機理,進行代謝工程的研究。目前,以各層次功能基因組學研究為基礎,藉助高通量實驗技術和生物資訊學工具等,通過整合各層次組學研究資料,建立數學模型,或通過比較不同菌株或同一菌株在不同條件下各個層次組學差異以闡明生命活動規律,以此進行代謝工程設計的尺度多層次的系統生物學方法,成為了各國科學家研究的重點方向。

生物反應器:在生物反應器研究方面,自動化、多功能和高效率的新型生物反應器一直是近年來研究的熱點。包括人工生物反應器和天然生物反應器,比如微生物、動物和植物表達系統等,研究主要集中在將分離技術和生物反應過程結合開發出高效率的生物反應器,比如超臨界反應器和膜反應器等,以及研究生物反應機理、反應過程引數感測器的研製、自動化控制系統和數學模型的建立等,特別是引數控制方面的研究和固體發酵生物反應器的開發是研究的兩個重點領域。

安全檢測:此外,生物技術,如酶聯免疫吸附測定(elisa)、聚合酶鏈式反應(pcr)和dna晶片技術等用於食品微生物、毒素以及殘留藥物等食品安全檢測方面也顯示出其靈敏度高、特異性強、簡便快捷等優勢,逐漸成為食品安全研究的重要方向。

蛋白質的分離純化技術有哪些

1.根據分子大小不同進行分離純化 蛋白質是一種大分子物質,並且不同蛋白質的分子大小不同,因此可以利用一些較簡單的方法使蛋白質和小分子物質分開,並使蛋白質混合物也得到分離。根據蛋白質分子大小不同進行分離的方法主要有透析 超濾 離心和凝膠過濾等。透析和超濾是分離蛋白質時常用的方法。透析是將待分離的混合物...

為什麼說分離技術水平嚴重影響到食品,藥品和發酵生物產品的品質

任何事物都具一體的兩面,利弊只是我們的一個出發點。同意利大於弊。任何事物都具一體的兩面,利弊只是我們的一個出發點。科學的發展可以從歷史的 人類的 社會的角度來看待它的利弊。從歷史的角度看,如何界定科學呢?它是何時產生的呢?追究這樣的問題都是有爭論的,但可以界定的是 科學的出現在歷史上應該有一個起點。...

儲能科學與技術屬於核心期刊嗎,熱處理技術與裝備是核心期刊嗎

目前還不是核心期刊,只屬於科技核心,我前幾天剛和編輯部確認過。估計2017版中文核心目錄會收錄,影響因子比有的ei都高。熱處理技術與裝備 是核心期刊嗎 期刊級別 抄 國家級期刊 熱處襲理技術與 bai裝備du 熱處理技術與裝備 雙月刊 創刊於zhi1980年,由dao江西省科學院應用物理研究所 中國...